22 ARM核体系结构

arm常用的名词解释ARM（Advanced RISC Machine）是一种常用的计算机架构，被广泛应用于移动设备、嵌入式系统和单片机等领域。

本文将对ARM常用的一些名词进行解释，以帮助读者更好地了解ARM架构。

1. RISC（Reduced Instruction Set Computer）：精简指令集计算机。

相对于复杂指令集计算机（CISC），RISC采用简化指令集，每条指令都非常简单，执行速度快，并且易于设计和优化硬件。

2. 架构：计算机系统的基本设计和组织原则。

ARM架构设计了一套标准的指令集和寄存器组织，以及与之兼容的处理器核心，为ARM生态系统提供了一致的编程接口。

3. 处理器核心（Processor Core）：ARM的核心部分，负责执行指令和进行算术逻辑运算。

常见的ARM处理器核心包括Cortex-A系列（用于应用处理器）、Cortex-M系列（用于嵌入式系统和微控制器）和Cortex-R系列（用于实时应用和嵌入式处理器）。

4. 指令集架构（Instruction Set Architecture）：定义了一套计算机指令的规范和编码方式。

ARM指令集架构包括ARMv8-A、ARMv7-A、ARMv6-M等不同的版本，不同版本支持不同的指令集和功能。

5. 寄存器：位于处理器核心内部的高速存储器，用于存储指令执行过程中需要操作的数据。

ARM体系结构中，常见的寄存器包括通用寄存器、程序计数器、状态寄存器等。

6. 多核处理器（Multi-core Processor）：使用多个处理器核心的处理器。

ARM 架构支持多核处理器的设计，使得多个核心可以同时进行计算任务，提高处理能力和并行性能。

7. SoC（System on a Chip）：一种集成了多个功能组件的芯片，包括处理器核心、内存控制器、I/O接口等。

ARM架构广泛应用于SoC的设计，提供了高度集成的解决方案，节省了系统板块的空间和功耗。

计算机三级（嵌入式系统开发技术）机试模拟试卷47(题后含答案及解析)题型有：1. 选择题 2. 填空题 3. 综合题选择题1．下面关于嵌入式系统逻辑组成的叙述中，错误的是( )。

A．嵌入式系统与通用计算机一样，也由硬件和软件两部分组成B．硬件的主体是CPU和存储器，它们通过I／O接口和I／O设备与外部世界联系C．嵌入式系统的CPU主要使用的是数字信号处理器D．嵌入式系统的软件配置有些很简单，有些比较复杂正确答案：C解析：嵌入式系统与通用计算机一样，也由硬件和软件两部分组成。

硬件的主体是CPU和存储器，它们通过I／O接口和I／O设备与外部世界联系。

嵌入式系统的软件配置有多种情况，有些简单，有些比较复杂；而嵌入式系统的CPU 有ARM、DSP和FPGA等。

故本题选择C。

2．下面关于数字信号处理器的叙述中错误的是( )。

A．它是一种适用于数字信号处理的微处理器B．它的英文缩写是DPSC．它支持单指令多数据(SIMD)并行处理的指令D．它能显著提高音频、视频等数字信号的数据处理效率正确答案：B解析：数字信号处理器英文缩写为DSP，它是一种适用于数字信号处理的微处理器，它支持单指令多数据（SIMD)并行处理的指令，能显著提高音频、视频等数字信号的数据处理效率。

所以B项错误，故本题选B。

3．片上系统是嵌入式处理器芯片的一个重要品种，下列叙述中错误的是( )。

A．SoC已经成为嵌入式处理器芯片的主流发展趋势B．它是集成电路加工工艺进入到深亚微米时代的产物C．片上系统使用单个芯片进行数据的采集、转换、存储和处理，但不支持I／O功能D．片上系统既能把数字电路也能把模拟电路集成在单个芯片上正确答案：C解析：随着电子设计自动化水平的提高和VLSI制造技术的飞速发展，半导体加工已经从微米、亚微米进入到深亚微米的时代，单个芯片上可以集成几亿个甚至几十亿个晶体管，因而能够把计算机或其他一些电子系统的全部电路都集成在单个芯片上，这种芯片就是所谓的片上系统。

arm芯片手册1. 介绍ARM芯片1.1 ARM架构的背景和发展历程1.2 ARM芯片的应用领域和优势2. ARM芯片的基本原理2.1 ARM芯片的结构和组成部分2.2 ARM指令集和寄存器2.3 ARM的数据处理机制和运算方式3. ARM体系结构3.1 ARM处理器的工作模式和特点3.2 ARM架构的版本和演变3.3 ARM处理器的性能和能耗特性4. ARM编程模型4.1 ARM汇编语言和指令集概述4.2 ARM指令的格式和使用方法4.3 ARM汇编程序的基本结构和编写规范5. ARM开发工具和环境5.1 ARM开发板和调试工具5.2 ARM开发软件和集成开发环境5.3 ARM嵌入式系统开发流程和工具链6. ARM应用案例6.1 ARM在移动设备中的应用6.2 ARM在嵌入式系统中的应用6.3 ARM在物联网和智能家居中的应用7. ARM芯片的发展趋势7.1 ARM架构的演进和新技术的应用7.2 ARM芯片的性能提升和功能拓展7.3 ARM在人工智能和自动驾驶中的前景8. 总结与展望8.1 ARM芯片的优势和应用前景8.2 ARM开发者的培训和学习资源8.3 ARM生态系统的发展和合作机会ARM芯片手册1. 介绍ARM芯片ARM芯片是由ARM公司设计和授权给合作伙伴生产的一类低功耗、高性能的处理器芯片。

ARM公司的全称是Advanced RISC Machines，它专注于设计先进的精简指令集计算机（RISC）架构，为各种设备提供高效能、低功耗的处理器解决方案。

ARM架构的起源可以追溯到上世纪80年代，当时英国国防公司（Acorn）开发了一个新型的个人计算机，名为BBC Micro。

为了提高BBC Micro的性能，研发人员设计了一个基于精简指令集（RISC）的处理器，这就是后来的ARM架构。

基于ARM架构的处理器性能卓越，功耗低，逐渐被业界认可并广泛应用于各种移动设备、嵌入式系统和物联网设备。

arm体系结构的特点ARM体系结构是一种基于RISC（精简指令集电脑）的微型计算机体系结构，它以其高效性和低功耗的特点，成为现代移动设备、智能家居、嵌入式系统等领域的首选芯片。

ARM体系结构的特点如下：1. RISC（精简指令集电脑）体系结构：ARM体系结构以RISC体系结构为基础，相对于CISC（复杂指令集电脑）体系结构而言，指令集更加精简，每个指令执行时间更短。

这种短指令集的优点是更易于实现，并且需要更少的晶体管，从而降低了芯片成本和能源消耗。

2.可扩展型：ARM芯片的内存和外设都可以进行扩展，这使得ARM芯片非常灵活。

用户可以根据实际需求自由添加外围设备和扩展内存，以满足具体的应用要求。

3.处理速度快：ARM芯片通常是多核心的，每个核心都可以执行多个指令，具有各自的缓存，这使得ARM芯片的速度非常快。

在一些高效的应用场合，ARM芯片的速度甚至可以与桌面计算机的处理器相媲美。

4.低功耗：ARM体系结构的低功耗性质也是其的一大特点。

ARM芯片处理器消耗的能量非常少，由于嵌入式系统、移动设备等对能源的限制，ARM低功率处理器在这些设备中应用广泛。

5.易于编程：ARM处理器可以执行任何基本的计算机操作，比如移位、逻辑操作等，这使得编写程序变得简单易行。

在一些专门为ARM芯片设计的编程平台上，开发者很容易编写出高效率的代码。

6.架构标准一致：ARM芯片的设计标准化非常高，这使得基于ARM芯片设计的设备之间的兼容性极高。

如果您在设计设备时使用ARM芯片，您可以放心，您的设备可以与大多数其他ARM芯片的设备以及开发板互通。

7.多种寄存器存储器模式：不同于其他流行的体系结构，ARM体系结构支持多种寄存器存储器模式，从而可以有效地存储更多数据。

这是ARM芯片与其他芯片最显著的不同之处之一。

总之，ARM体系结构作为一种低功耗、高效、易于编程的微型计算机体系结构，成为多种领域的首选芯片。

随着技术的不断发展，ARM芯片的性能和价格都在不断提升，这将进一步拓展ARM芯片的应用范围。

张凌001关于ARM的内核架构很多时候我们都会对M0，M0+,M3,M4，M7，arm7，arm9，CORTEX-A系列，或者说AVR,51，PIC等，一头雾水，只知道是架构，不知道具体是什么，有哪些不同？今天查了些资料，来解解惑，不是很详细，但对此有个大体了解。

咱先来当下最火的ARM吧1.ARMARM即以英国ARM（Advanced RISC Machines）公司的内核芯片作为CPU，同时附加其他外围功能的嵌入式开发板，用以评估内核芯片的功能和研发各科技类企业的产品.ARM 微处理器目前包括下面几个系列，以及其它厂商基于 ARM 体系结构的处理器，除了具有ARM 体系结构的共同特点以外，每一个系列的 ARM 微处理器都有各自的特点和应用领域。

－ ARM7 系列－ ARM9 系列－ ARM9E 系列－ ARM10E 系列－ ARM11系列－ Cortex 系列－ SecurCore 系列－ OptimoDE Data Engines－ Intel的Xscale－ Intel的StrongARM ARM11系列2. Cortex 系列32位RISCCPU开发领域中不断取得突破，其设计的微处理器结构已经从v3发展到现在的v7。

Cortex 系列处理器是基于ARMv7架构的，分为Cortex-M、Cortex-R和Cortex-A三类。

由于应用领域的不同，基于v7架构的Cortex处理器系列所采用的技术也不相同。

基于v7A的称为“Cortex-A系列。

高性能的Cortex-A15、可伸缩的Cortex-A9、经过市场验证的Cortex-A8处理器以及高效的Cortex-A7和Cortex-A5处理器均共享同一体系结构，因此具有完整的应用兼容性，支持传统的ARM、Thumb指令集和新增的高性能紧凑型Thumb-2指令集。

1Cortex-M系列Cortex-M系列又可分为Cortex-M0、Cortex-M0+、Cortex-M3、Cortex-M4；2Cortex-R系列Cortex-R系列分为Cortex-R4、Cortex-R5、Cortex-R7；3Cortex-A 系列Cortex-A系列分为Cortex-A5、Cortex-A7、Cortex-A8、Cortex-A9、Cortex-A15、Cortex-A50等 ，同样也就有了对应内核的Cortex-M0开发板、Cortex-A5开发板、Cortex-A8开发板、Cortex-A9开发板、Cortex-R4开发板等等。

ARM体系结构版本与相应的内核名称
体系结构内核名称ARM V7Cortex 系列：
Cortex-M3 / Cortex-R / Cortex A8/Cortex A9/Cortex A15
Scorpion : 高通获得ARM 授权后，在Cortex A8 基础上设计的.
ARM V4TARM7 TDMIARM V5TEARM10 TDMI / ARM 10E / XScale / ARM 9 ARM9 系列包含：ARM920T/ARM922T/ARM940T
ARM10E 系列包含：ARM 1020E / ARM 1022E / ARM 1026EJ-S
ARM V6ARM 111. 基本知识
(1) NV 的4 核Tegra 3 --> 内核名称仍为Cortex A9 核心，架构仍然是ARM V7
Exynos 4412 也是如此
(2) Scropion 是高通根据Cortex-A8 修改的。

关键的特点是同频下比A8 节能30%，或者同功耗的频率高25%。

Scorpion 具有部分A9 的特性，如乱序执行，管线化的VFP，支持多核。

此外，Scorpion 的Neon SIMD 引擎（高通称之为VeNum）宽度为128bit，是A8 和A9 的两倍，能提供更强劲的浮点运算支持，并且在不需要的时候可以关闭
一半变成64bit 以节省能源。

总体上，Scorpion 是具有部分A9 特性的A8，高
频率节能浮点加强版。

(3) VIA WM8650
采用超低功耗ARM 9 核心，主频为600MHz，集成多媒体指令和硬件加速性能，支持视频/音频解码加速.
说明它对应ARM V5TE 体系结构
(4) VIA WM8750。

ARM处理器:“冯·诺依曼”体系结构和“哈佛”体系结构保存在存储器中的内容可以是程序，也可以是数据。

程序是ARM处理器可以运行的指令代码，数据是指令在运行中用到的操作数或者变量。

1、程序存储ARM处理器支持两种指令，一种是ARM汇编指令，一种是Thumb汇编指令。

ARM汇编指令是32位长，即每条ARM汇编指令都是由四个字节的存储空间保存，所以ARM处理器在执行地址a的ARM汇编指令时，会从地址a + 4取下一条指令。

Thumb汇编指令是16位长，即每条Thumb汇编指令都是由两个字节的存储空间保存，所以ARM处理器在执行地址a的Thumb汇编指令时，会从地址a + 2取下一条指令。

ARM处理器可以执行两种格式的指令，运行不同格式的汇编指令在执行和取指方面有很大不同。

为了区分，ARM内核可以工作在两种工作状态下。

l ARM状态此时执行32位字对齐的ARM汇编指令。

在这种状态下，ARM处理器对指令的存储、读取或者执行都是以一个字(即32位)为基本单位;l THUMB状态此时执行16位半字对齐的Thumb汇编指令。

在这种状态下，ARM处理器对指令的存储、读取或者执行都是以一个半字(即16位)为基本单位;l 这两种工作状态可以转换，但转换不影响处理器状态和寄存器的内容。

2、数据存储ARM处理器对数据操作(读或写)支持三种数据长度：字节(8位)、半字(16位)、字(32位)。

假设在地址为0x0000～0x0004的内存空间保存了如图1所示的数据，下面我们以三种数据长度从内存空间读取数据。

(假设数据的存储格式是小端存储格式)图1 内存空间的内容l 字节：从地址0x0000处取一个字节数据，则取出来的内容为12;从地址0x0001处取一个字节数据，则取出来的内容为34;l 半字：从地址0x0000处取一个半字数据，则取出来的内容为3412;从地址0x0001处取一。

计算机等年级考试三年级嵌入式技术题库及参考答案YUKI was compiled on the morning of December 16, 2020全国计算机等级考试三嵌入式系统开发技术题库第1套一、选择题1:嵌入式系统是一类特殊的计算机系统。

下列产品中不属于嵌入式系统的是（）。

A:电饭煲B:路由器C:巨型机D:POS机2:嵌入式系统硬件的核心是CPU。

下面关于嵌入式系统CPU特点的叙述中，错误的是（）。

A:支持实时处理B:低功耗C:字长在16位以下D:集成了测试电路3:下面关于微控制器的叙述中，错误的是（）。

A:微控制器将整个计算机硬件的大部甚至全部电路集成在一块芯片中B:微控制器品种和数量最多，在过程控制、机电一体化产品、智能仪器仪表、家用电器、计算机网络及通信等方面得到了广泛应用C:微控制器的英文缩写是MCUD:8位的微控制器现在已基本淘汰4:片上系统（SoC）也称为系统级芯片，下面关于SoC叙述中错误的是（）。

A:SoC芯片中只有一个CPU或DSPB:SoC芯片可以分为通用SoC芯片和专用SoC芯片两大类C:专用SoC芯片可分为定制的嵌入式处理芯片和现场可编程嵌入式处理芯片两类D:FPGA芯片可以反复地编程、擦除、使用，在较短时间内就可完成电路的输入、编译、优化、仿真，直至芯片的制作5:数码相机是嵌入式系统的典型应用之一。

下面关于数码相机的叙述中，错误的是（）。

A:它由前端和后端两部分组成，前端负责数字图像获取，后端负责数字图像的处理B:后端通常是以嵌入式DSP作为核心的SoC芯片，DSP用于完成数字图像处理C:负责进行数码相机操作控制（如镜头变焦、快门控制等）是一个32位的MCUD:高端数码相机配置有实时操作系统和图像处理软件6:电子书阅读器中存储的一本中文长篇小说，大小为128KB，文件格式为.txt，试问该小说包含的汉字大约有多少万字（）A:6万字B:12万字C:25万字D:40万字7:数字视频信息的数据量相当大，通常需要进行压缩处理之后才进行传输和存储。